Is conscious awareness needed for all working memory processes?

Stein and colleagues argue there is no yet conclusive evidence for nonconscious working memory (WM) and that is critical to probe WM while ensuring null sensitivity to memory cues. While this stringent approach reduces the likelihood of nonconscious signaling for WM, we discuss existing work meeting this null sensitivity criteria, and, related work on nonconscious cognition in keeping with WM/awareness dissociations on the basis of a functional operational definition of WM. Further, because it is likely that WM is a nonunitary functional construct and visual awareness a gradual phenomenon, we propose that delineating the neural mechanisms for distinct WM types across different levels of awareness may prove the most fruitful approach for understanding the interplay between WM and consciousness.

Following instructions from working memory: Why does action at encoding and recall help?

Two experiments investigated the consequences of action at encoding and recall on the ability to follow sequences of instructions. Children aged 7–9 years recalled sequences of spoken action commands under presentation and recall conditions that either did or did not involve their physical performance. In both experiments, recall was enhanced by carrying out the instructions as they were being initially presented and also by performing them at recall. In contrast, the accuracy of instruction-following did not improve above spoken presentation alone, either when the instructions were silently read or heard by the child (Experiment 1), or when the child repeated the spoken instructions as they were presented (Experiment 2). These findings suggest that the enactment advantage at presentation does not simply reflect a general benefit of a dual exposure to instructions, and that it is not a result of their self-production at presentation. The benefits of action-based recall were reduced following enactment during presentation, suggesting that the positive effects of action at encoding and recall may have a common origin. It is proposed that the benefits of physical movement arise from the existence of a short-term motor store that maintains the temporal, spatial, and motoric features of either planned or already executed actions.

Self-ordered pointing as a test of working memory in typically developing children

The self-ordered pointing test (SOPT; Petrides & Milner, 1982) is a test of non-spatial executive working memory requiring the ability to generate and monitor a sequence of responses. Although used with developmental clinical populations there are few normative data against which to compare atypical performance. Typically developing children (5!11 years) and young adults performed two versions of the SOPT, one using pictures of familiar objects and the other hard-to-verbalise abstract designs. Performance improved with age but the children did not reach adult levels of performance. Participants of all ages found the object condition easier than the abstract condition, suggesting that verbal processes are utilised by the SOPT. However, performance on the task was largely independent from verbal and nonverbal cognitive ability. Overall the results suggest that the SOPT is a sensitive measure of executive working memory.

The neuroscience of cognitive enhancement : enhanced attention, working memory and visual information processing speed using 3D-MOT

Des interventions ciblant l’amélioration cognitive sont de plus en plus à l’intérêt dans nombreux domaines, y compris la neuropsychologie. Bien qu'il existe de nombreuses méthodes pour maximiser le potentiel cognitif de quelqu’un, ils sont rarement appuyé par la recherche scientifique. D’abord, ce mémoire examine brièvement l'état des interventions d'amélioration cognitives. Il décrit premièrement les faiblesses observées dans ces pratiques et par conséquent il établit un modèle standard contre lequel on pourrait et devrait évaluer les diverses techniques ciblant l'amélioration cognitive. Une étude de recherche est ensuite présenté qui considère un nouvel outil de l'amélioration cognitive, une tâche d’entrainement perceptivo-cognitive : 3-dimensional multiple object tracking (3D-MOT). Il examine les preuves actuelles pour le 3D-MOT auprès du modèle standard proposé. Les résultats de ce projet démontrent de l’augmentation dans les capacités d’attention, de mémoire de travail visuel et de vitesse de traitement d’information. Cette étude représente la première étape dans la démarche vers l’établissement du 3D-MOT comme un outil d’amélioration cognitive.

The neuroscience of cognitive enhancement : enhanced attention, working memory and visual information processing speed using 3D-MOT

Des interventions ciblant l’amélioration cognitive sont de plus en plus à l’intérêt dans nombreux domaines, y compris la neuropsychologie. Bien qu'il existe de nombreuses méthodes pour maximiser le potentiel cognitif de quelqu’un, ils sont rarement appuyé par la recherche scientifique. D’abord, ce mémoire examine brièvement l'état des interventions d'amélioration cognitives. Il décrit premièrement les faiblesses observées dans ces pratiques et par conséquent il établit un modèle standard contre lequel on pourrait et devrait évaluer les diverses techniques ciblant l'amélioration cognitive. Une étude de recherche est ensuite présenté qui considère un nouvel outil de l'amélioration cognitive, une tâche d’entrainement perceptivo-cognitive : 3-dimensional multiple object tracking (3D-MOT). Il examine les preuves actuelles pour le 3D-MOT auprès du modèle standard proposé. Les résultats de ce projet démontrent de l’augmentation dans les capacités d’attention, de mémoire de travail visuel et de vitesse de traitement d’information. Cette étude représente la première étape dans la démarche vers l’établissement du 3D-MOT comme un outil d’amélioration cognitive.

Distraction by task-irrelevant stimuli: the effects of endogenous spatial attention and visual working memory load

Salient stimuli, like sudden changes in the environment or emotional stimuli, generate a priority signal that captures attention even if they are task-irrelevant. However, to achieve goal-driven behavior, we need to ignore them and to avoid being distracted. It is generally agreed that top-down factors can help us to filter out distractors. A fundamental question is how and at which stage of processing the rejection of distractors is achieved. Two circumstances under which the allocation of attention to distractors is supposed to be prevented are represented by the case in which distractors occur at an unattended location (as determined by the deployment of endogenous spatial attention) and when the amount of visual working memory resources is reduced by an ongoing task. The present thesis is focused on the impact of these factors on three sources of distraction, namely auditory and visual onsets (Experiments 1 and 2, respectively) and pleasant scenes (Experiment 3). In the first two studies we recorded neural correlates of distractor processing (i.e., Event-Related Potentials), whereas in the last study we used interference effects on behavior (i.e., a slowing down of response times on a simultaneous task) to index distraction. Endogenous spatial attention reduced distraction by auditory stimuli and eliminated distraction by visual onsets. Differently, visual working memory load only affected the processing of visual onsets. Emotional interference persisted even when scenes occurred always at unattended locations and when visual working memory was loaded. Altogether, these findings indicate that the ability to detect the location of salient task-irrelevant sounds and identify the affective significance of natural scenes is preserved even when the amount of visual working memory resources is reduced by an ongoing task and when endogenous attention is elsewhere directed. However, these results also indicate that the processing of auditory and visual distractors is not entirely automatic.

Contribution à la compréhension du rôle de la mémoire de travail visuospatiale et de ses altérations dans la schizophrénie à l'aide d'un nouveau paradigme qui présente des stimuli dynamiques et statiques

Abstract Working memory has been defined as the ability to maintain and manipulate on-line a limited amount of information. A large number of studies have investigated visuospatial working memory in schizophrenia. However, today, the available data concerning the functioning of these processes in schizophrenia are largely controversial. These inconclusive results are due to incomplete knowledge on processes involved in visuospatial working memory tasks. Recent studies suggest that visuospatial working memory processes may be divided into an active monitoring and a storing components. Furthermore, it has been shown that visuospatial working memory processes are strongly interconnected with early encoding processes (perceptual organization). In our view, the two working memory components, and the relationship that they entertain with early encoding processes, may be investigated using dynamic and static visuospatial stimuli in a working memory paradigm. In this thesis we aim at comparing dynamic and static visuospatial working memory processes in patients with schizophrenia and first-episode of psychosis patients. This analysis may clarify the functioning of visuospatial working memory and the dysfunction of these processes in schizophrenia. Our results are in accord with the hypothesis of two visuospatial working memory subcomponents. Dynamic, rather than static, stimuli are strongly involved in the visuospatial working memory encoding process. Indeed, the results are congruent with the idea that static stimuli may be strongly encoded by parallel perceptual organization processes. Patients with schizophrenia show important deficits in both working memory and perceptual organization encoding processes. In contrast, perceptual organization processes seem spared in firstepisodepsychosis patients. Considering our findings, we propose a model to explain the degradation of visuospatial processes involved in a working memory task during schizophrenia. Résumé: La mémoire de travail est définie comme la capacité à maintenir et manipuler « on-line » un nombre limité d'informations pour une courte période de temps (de l'ordre de quelques dizaines de secondes). Un grand nombre d'études a montré que les processus de mémoire de travail visuo spatiale peuvent être affectés dans la schizophrénie. Malgré cela, les données concernant les déficits de ces processus chez des patients qui souffrent de schizophrénie sont contradictoires. La difficulté de comprendre la nature des déficits de mémoire de travail visuospatiale dans la schizophrénie est en grande partie imputable aux connaissances encore lacunaires sur le fonctionnement de ces processus dans un état non pathologique. Dans cette thèse, on cherche à élucider le fonctionnement des processus de mémoire de travail visuospatiale. Pour cela, on a créé un nouveau paradigme qui sollicite ce type de mémoire. Dans ce paradigme, on présente des stimuli dynamiques et statiques. Après un court délai, le sujet doit reconnaître le stimulus qu'il a visualisé parmi six possibilités. Sur la base de récentes études neurophysiologiques, neuroanatomiques et psychologiques, nous avançons l'hypothèse que l'encodage de stimuli dynamiques et statiques repose sur deux processus distincts de mémoire de travail : un processus d'organisation qui manipule les informations sensorielles et un processus dé stockage qui est responsable du maintien de l'information au cours de la manipulation. Ces processus sont en relation directe avec les processus responsables d'une organisation de l'information à un niveau précoce du traitement visuel. Les études présentées dans cette thèse ont pour but de vérifier la pertinence de la distinction entre les processus de mémoire de travail visuospatiale, selon la modalité «dynamique » ou «statique ». L'investigation des processus dynamiques et statiques de mémoire de travail dans la schizophrénie présente deux avantages principaux. Premièrement, 1a pathologie pourrait permettre de mettre en évidence, par les dysfonctionnements qu'elle présente, la pertinence des hypothèses sur le fonctionnement des processus de mémoire de travail visuospatiale et de leur interaction avec les processus sensoriels. Deuxièmement, ces investigations rendent possible une analyse des dysfonctions des différents processus dans la schizophrénie. Dans cette thèse, on analyse aussi les processus de mémoire de travail «dynamiques » et «statiques » chez des sujets dans une phase initiale de la psychose. Les résultats de cette étude permettent de faire une comparaison avec ceux obtenus avec des patients qui souffrent de schizophrénie. Cette comparaison peut apporter des informations intéressantes sur l'évolution des dysfonctions dans les processus impliqués dans les fonctions de mémoire de travail visuospatiale au cours de la schizophrénie. Les résultats obtenus dans les différentes études sont cohérents avec l'hypothèse d'une implication différente des processus d'organisation de la mémoire de travail sur des stimuli dynamiques et statiques. -Nos résultats montrent que les processus de mémoire de travail responsables de l'organisation (manipulation active) des informations est déficitaire dans la schizophrénie. Ce déficit semble jouer un rôle de premier plan dans la dégradation des processus visuospatiaux au cours de la schizophrénie.

Self, mémoire épisodique et narration chez l'enfant de 6 à 9 ans

Le self est une notion polysémique qui fait l'objet d'un consensus relatif dans plusieurs domaines, dont la psychologie du développement. Elle rend compte de la faculté de s'éprouver le même au fil du temps et de distinguer le « je » qui regarde du « moi » regardé. C'est le garant d'un sens de soi plus ou moins cohérent au fil du temps, en dépit des changements qui surviennent au cours de la vie. Le self combine des processus de réflexivité et d'intersubjectivité. Nous en avons analysé trois composantes fonctionnelles : la mémoire de travail, la mémoire épisodique et la narration, à partir d'un protocole expérimental témoignant de son ontogenèse chez des enfants de 6 à 9 ans (n=24 répartis en deux groupes de 6‐7 et 8-9 ans). Nous avons créé le « jeu informatique du lutin » qui propose un parcours semiorienté dans un monde imaginaire. C'est une narration de soi, opérant la mise en sens des temporalités et des espaces auxquels les événements se réfèrent. Deux semaines après cette « aventure », on recueille la narration des souvenirs épisodiques de cette histoire. Nous avons également utilisé un test de mémoire de travail visuospatiale non verbale. Des différences développementales affectent les dimensions narratives de la mémoire de l'épisode du jeu, comme l'efficacité de la mémoire de travail visuospatiale. Ces développements témoignent d'une augmentation de « l'épaisseur temporelle de la conscience» entre 6 et 9 ans. L'épaisseur de la conscience renvoie fondamentalement à la faculté du self de vivre le temps dans une cyclicité incluant le passé, le présent et le futur anticipé. Le développment observé élargit les possibilités de mettre en lien des mémoires et des scénarios futurs, tout comme les mises en sens des relations aux autres et à soi-­même. Self is a polysemic concept of common use in various scientific fields, among which developmental psychology. It accounts for the capacity to maintain the conviction to be « oneself », always the same through circumstances and throughout my life. This important function contributes in maintaining coherence and some sorte of Ariadne's thread in memory. To analyse the ontogeny of the self, we have focused upon three components : working memory, episodic memory and narration in children aged between 6 and 9 years. We used a non verbal working memory task. It was completed by a video game specially designed for our purpose, in which children were engaged in moving an elf in a landscape changing through seasons, in order to deliver a princess from a mischievous wizard. Two weeks after the game, the children had to tell what happened while they moved the elf. It is a self-narrative that creates a link‐up of temporality and spaces to which the events refer. The narrated episode was assessed for its coherence and continuity dimensions. Developmental differences affect the narrative dimensions of the memory of the episode of the game, as the effectiveness of visuospatial working memory. These developments show an increase in "temporal thickness of consciousness" between 6 and 9 years. The thickness of consciousness basically refers to the ability of the self to live in a cyclical time including past, present and anticipated future. The observed development broadens the possibilities to link memories and future scenarios, like setting sense of relations with others and with oneself.

Children's Lie-Telling and Self-Awareness as an Honesty Promoting Technique

The present study investigated how social-cognitive development relates to children’s lie-telling and the effectiveness of a novel honesty promoting technique (i.e., self-awareness). Sixty-four children were asked not to peek at a toy in the experimenter’s absence and were later asked about whether they had peeked as a measure of their honesty. Half of the children were questioned in the self-awareness condition and half in the control condition. Additionally, children completed a battery of cognitive and social-cognitive tests to assess executive functioning and theory-of-mind understanding. While first-order theory-of-mind understanding, inhibitory control, and visuospatial working memory did not significantly relate to children’s lie-telling, measures of inhibitory control in conjunction with working memory and complex working memory were significantly related to children’s lie-telling. Finally, the novel honesty promoting technique was effective: children in the self-aware condition lied significantly less often than children in the control condition.

Prédiction des habiletés et habitudes de conduite automobile sécuritaire chez les conducteurs âgés : apport de la neuropsychologie clinique

L’insécurité routière chez les conducteurs âgés est attribuable en partie, aux effets délétères du vieillissement normal sur le fonctionnement cognitif. Les méthodes d’évaluation neuropsychologique par les tests ayant montré une certaine efficacité dans le cas du dépistage des habiletés de conduite chez les conducteurs âgés atteints d’affections neurologiques pathologiques, la présente thèse vise à évaluer la pertinence de cette approche chez les conducteurs vieillissants de la population générale. Le principal objectif de cette thèse est ainsi d’obtenir une vue d’ensemble sur le rôle et la sensibilité des mesures neuropsychologiques dans la prédiction des habiletés et habitudes de conduite automobile sécuritaire chez les conducteurs âgés. Dans la même perspective, la thèse explore d’autre part le rôle de variables sociodémographiques et psychologiques. L’article 1 évalue la validité prédictive de sept tests des fonctions visuo-attentionnelles et de la mémoire de travail en regard des habiletés de détection périphérique chez 50 conducteurs âgés de 62 à 83 ans. L’étude sur simulateur de conduite comprend une condition de conduite simple et une condition plus soutenue incluant une distraction téléphonique de type « mains-libres ». Selon les résultats, certains tests cognitifs prédisent bien les temps de détection. En outre, la validité prédictive des tests est plus importante dans la situation de conduite plus exigeante. Cela dit, les résultats de l’article 2 révèlent que le recours aux stratégies d’évitement des situations exigeantes est plus prononcé chez les individus qui présentent des faiblesses à certains des tests neuropsychologiques proposés. Les résultats indiquent en outre que l’utilisation des stratégies d’évitement routier est plus fréquente chez les conducteurs ayant tendance à déprécier leurs habiletés de conduite générales, à exprimer une moindre perception de contrôle ainsi qu’une attitude défavorable à l’endroit des situations de conduite complexes ou risquées. Les stratégies d’évitement se révèlent donc comme des réponses autorégulatrices proportionnelles aux limitations cognitives et aux perceptions individuelles. Dans les deux études, l’âge ne permet pas d’expliquer les différences individuelles, ceci ni en termes d’habiletés de détection périphérique ni de tendances autorégulatrices. Le rôle du genre est cependant plus nuancé. Ainsi, le principal apport de la présente thèse réside dans la constatation que si d’une part, certaines limitations neuropsychologiques sont associées à une réduction des habiletés de détection périphérique, ces mêmes limitations s’accompagnent aussi de mesures autorégulatrices qui peuvent contribuer à réduire le risque routier. Il appert conséquemment que les méthodes de dépistage de l’insécurité routière chez les conducteurs âgés se basant sur l’évaluation des limitations cognitives et attentionnelles doivent également rechercher et évaluer la teneur de leurs comportements routiers autorégulateurs. Dans le contexte de vieillissement de la population, des interventions pourront également miser sur le renforcement de ces comportements.

Evaluation and revision of inferential comprehension in narrative texts: an eye movement study

We investigated the processes of how adult readers evaluate and revise their situation model during reading by monitoring their eye movements as they read narrative texts and subsequent critical sentences. In each narrative text, a short introduction primed a knowledge-based inference, followed by a target concept that was either expected (e.g., “oven”) or unexpected (e.g., “grill”) in relation to the inferred concept. Eye movements showed that readers detected a mismatch between the new unexpected information and their prior interpretation, confirming their ability to evaluate inferential information. Just below the narrative text, a critical sentence included a target word that was either congruent (e.g., “roasted”) or incongruent (e.g., “barbecued”) with the expected but not the unexpected concept. Readers spent less time reading the congruent than the incongruent target word, reflecting the facilitation of prior information. In addition, when the unexpected (but not expected) concept had been presented, participants with lower verbal (but not visuospatial) working memory span exhibited longer reading times and made more regressions (from the critical sentence to previous information) on encountering congruent information, indicating difficulty in inhibiting their initial incorrect interpretation and revising their situation model

Discalculia do desenvolvimento: avaliação da representação numérica pela ZAREKI-R

O presente estudo investigou aspectos da representação numérica (processamento numérico e cálculo) e memória operacional de crianças com transtornos de aprendizagem. Participaram 30 crianças de idade entre 9 e 10 anos, ambos os gêneros, divididas em dois grupos: sem dificuldade em aritmética (SDA; N=11) e com dificuldade em aritmética (CDA; N=19), avaliadas pela ZAREKI-R, Matrizes Coloridas de Raven, o Blocos de Corsi e o BCPR. Crianças CDA exibiram escores levemente mais baixos que as SDA quanto ao nível intelectual e nos Blocos de Corsi. Na ZAREKI-R apresentaram prejuízo nos subtestes ditado de números, cálculo mental, problemas aritméticos e total. Crianças CDA apresentaram déficits específicos em memória operacional visuoespacial e comprometimento em processamento numérico e cálculo, compatível com discalculia do desenvolvimento.

Sonno e funzioni cognitive: ruolo della microstruttura del sonno NREM

STUDY OBJECTIVE: Cyclic Alternating Pattern (CAP) is a fluctuation of the arousal level during NREM sleep and consists of the alternation between two phases: phase A (divided into three subtypes A1, A2, and A3) and phase B. A1 is thought to be generated by the frontal cortex and is characterized by the presence of K complexes or delta bursts; additionally, CAP A1 seems to have a role in the involvement of sleep slow wave activity in cognitive processing. Our hypothesis was that an overall CAP rate would have a negative influence on cognitive performance due to excessive fluctuation of the arousal level during NREM sleep. However, we also predicted that CAP A1 would be positively correlated with cognitive functions, especially those related to frontal lobe functioning. For this reason, the objective of our study was to correlate objective sleep parameters with cognitive behavioral measures in normal healthy adults. METHODS: 8 subjects (4 males; 4 females; mean age 27.75 years, range 2334) were recruited for this study. Two nocturnal polysomnography (night 2 and 3 = N2 and N3) were carried out after a night of adaptation. A series of neuropsychological tests were performed by the subjects in the morning and afternoon of the second day (D2am; D2pm) and in the morning of the third day (D3am). Raw scores from the neuropsychological tests were used as dependent variables in the statistical analysis of the results. RESULTS: We computed a series of partial correlations between sleep microstructure parameters (CAP, A1, A2 and A3 rate) and a number of indices of cognitive functioning. CAP rate was positively correlated with visuospatial working memory (Corsi block test), Trial Making Test Part A (planning and motor sequencing) and the retention of words from the Hopkins Verbal Learning Test (HVLT). Conversely, CAP was negatively correlated with visuospatial fluency (Ruff Figure Fluency Test). CAP A1 were correlated with many of the tests of neuropsychological functioning, such as verbal fluency (as measured by the COWAT), working memory (as measured by the Digit Span – Backward test), and both delay recall and retention of the words from the HVLT. The same parameters were found to be negatively correlated with CAP A2 subtypes. CAP 3 were negatively correlated with the Trial Making Test Parts A and B. DISCUSSION: To our knowledge this is the first study indicating a role of CAP A1 and A2 on behavioral cognitive performance of healthy adults. The results suggest that high rate of CAP A1 might be related to an improvement whereas high rate of CAP A2 to a decline of cognitive functions. Further studies need to be done to better determine the role of the overall CAP rate and CAP A3 on cognitive behavioral performances.

Diagnosing the Prodromal State of Alzheimer's Disease

Mild Cognitive Impairment- Amnestic Subtype (MCIa) is a putative prodromal stage of Alzheimer’s Disease (AD) characterized by focal deficits in episodic verbal memory. Less is known about relative deficits in visuospatial learning, although there is ample evidence indicating involvement of the hippocampus in visuospatial learning, as well as hippocampal degeneration in early AD. The aim of this study was to better characterize the components of working memory dysfunction in people with MCIa to increase the ability to reliably diagnose this disease. Fifty-six elderly adults diagnosed with MCIa and 94 healthy elderly completed a hidden maze learning task. Results indicated similar functioning between groups on measures of reasoning, problem solving, and accuracy. However, MCIa subjects were less efficient at learning the hidden path, making more errors per second on average (Cohen’s d= -.78) and requiring a longer time to complete the maze (Cohen’s d=.77). The learning curve between the first two trials was four times as steep for healthy elderly compared to MCIa (slopes = 4.9 vs. 1.24, respectively), indicating that MCIa subjects exhibited relative difficulty in holding and making effective use of an internal spatial map in order to improve performance. Our results suggest that MCIa patients have focal deficits in visuospatial working memory, with relative preservation of functioning on other more global measures of cognitive functioning. This particular pattern of results may be specific to the amnestic variant of MCI.

El videojuego League of legends y su efecto en memoria de trabajo visual y solución de problemas

El propósito de este estudio es medir los efectos que tiene el videojuego League of Legends en los procesos cognitivos de memoria de trabajo visual (MVT) y solución de problemas (SP). Para medir dichos efectos se implementó un diseño pre test-post con un grupo experimental y uno control, compuestos cada uno por siete participantes, en donde se evaluaron los procesos previamente mencionados utilizando los cubos de Corsi para MVT y las matrices del WAIS III para SP. Después de realizar los respectivos entrenamientos se encontraron resultados significativos en los diferentes momentos de aplicación. En el grupo experimental se encontraron diferencias en la variable dependiente SP, mientras que en el grupo control en MVT, pero no en la interacción entre grupos ni diferencias entre grupos, lo que sugiere un efecto de familiarización a la prueba.